CN114436480A - 强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺，包括依次连通的前置兼氧生物膜处理装置、厌氧池、好氧池以及沉淀池；进水分点进入前置兼氧生物膜处理池和厌氧池，充分利用进水优质碳源进行脱氮除磷；好氧池末端的混合液回流出口和沉淀池的污泥回流出口皆与前置兼氧生物膜处理装置的进水口连通；前置兼氧生物膜处理装置由下部兼氧区和局部浸没于兼氧区中的生物转盘组成，兼氧区内设置生物填料，生物转盘上的生物膜处于兼氧状态，与兼氧区内生物填料上的生物膜同时实现前置同步硝化反硝化功能；厌氧池的进水硝态氮浓度降低，利用进水碳源进行厌氧释磷反应；好氧池内设置生物填料，进一步强化系统脱氮效果，并提高好氧池的生物量。

Description

强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺。
背景技术
为了控制水污染，保护地面水以及地下水水质的良好状态，保障人体健康，维护生态平衡，促进国民经济和城乡建设的发展，污水排放标准日趋严格；尤其是对脱氮除磷要求的提高，导致污水处理成本逐步提高。为了降低市政污水处理成本，要求二级生化处理单元能够充分利用进水中的有限的内源碳源将生物脱氮除磷效果发挥到最大化。
目前，AAO脱氮除磷工艺是市政污水处理厂中应用最为广泛的工艺，但该工艺由于受到污泥龄、进水及回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制，其生物除磷效果很难进一步提高；同时由于其生物脱氮效果严重依赖混合液回流比，而回流比不宜过高，因此AAO工艺脱氮效果不是十分理想。倒置AAO工艺实将缺氧池置于工艺系统首端，解决了AAO工艺存在的部分问题；但是在倒置AAO工艺中，为了保证除磷效果，必须在倒置缺氧池中去掉回流污泥中的高浓度硝态氮，并保证缺氧段出水有足够的小分子有机碳源供厌氧段厌氧释磷，还需要有相当大的缺氧池容积。
生物膜法对水质、水量的变化有较强的适应能力，操作稳定性好，不会发生污泥膨胀，运转管理较方便；生物膜中的生物相较为丰富，同时能够繁殖长污泥龄与短污泥龄的微生物；有高营养级的微生物存在，剩余污泥量较少；但是该方法投资成本较高，由于设备规模的限制很难应用于大规模水厂。
通常生物脱氮依赖硝化细菌和反硝化细菌，而生物除磷主要依赖于聚磷菌，排除温度、pH等不可控因素影响，溶解氧、有机碳、污泥龄、硝态氮等对生物脱氮除磷的影响存在着相互制约的问题，会严重影响生物脱氮除磷的效率。
有鉴于此，有必要设计一种改进的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺，通过设置前置兼氧生物膜处理装置、在好氧池内设置生物填料来强化生物脱氮除磷系统，对生物脱氮除磷工艺进行优化；以协调生物脱氮、除磷过程对溶解氧、有机碳、污泥龄、硝态氮浓度的要求，最大限度的利用内源碳源增强生物脱氮除磷效果，并提高系统的抗冲击负荷，减少系统构筑物占地面积，节约脱氮除磷工艺的成本。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺，其中，强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，包括依次连通的前置兼氧生物膜处理装置、厌氧池、好氧池以及沉淀池；所述好氧池末端的混合液回流出口和所述沉淀池的污泥回流出口皆与所述前置兼氧生物膜处理装置的进水口连通；所述前置兼氧生物膜处理装置由下部兼氧区和局部浸没于所述兼氧区中的生物转盘组成，所述兼氧区内设置生物填料；所述生物转盘上的生物膜处于兼氧状态，与所述兼氧区内生物填料上的生物膜同时实现前置同步硝化反硝化功能；厌氧池的进水硝态氮浓度降低，利用进水碳源进行厌氧释磷反应；所述好氧池内部设置生物填料，进一步强化系统脱氮效果。
作为本发明的进一步改进，所述前置兼氧生物膜处理装置和所述厌氧池均设置进水分点；所述进水分点的单点进水量占总进水量的比重为0～100％，充分分配进水优质碳源进行脱氮除磷。
作为本发明的进一步改进，所述前置兼氧生物膜处理装置的生物转盘根据污水处理规模和处理负荷，设计1～15组并列或串联的所述生物转盘。
作为本发明的进一步改进，所述前置兼氧生物膜处理装置底部设置反冲洗管，对其进行间歇性反冲洗。
作为本发明的进一步改进，所述厌氧池设置机械搅拌器，使得所述厌氧池中的微生物充分发挥作用；所述沉淀池内部设置斜管填料，以强化沉淀效果。
作为本发明的进一步改进，所述好氧池的内部在出水口位置设置阻挡所述生物填料流失的填料拦截装置，避免其随着混合液流出；并设置曝气装置，向所述好氧池内提供氧气。
作为本发明的进一步改进，所述好氧池末端的混合液回流出口通过混合液回流管道与所述前置兼氧生物膜处理装置的进水口连通，所述沉淀池底部的污泥回流出口通过污泥回流管道与所述前置兼氧生物膜处理装置的进水口连通。
一种强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，采用上述任一项所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统进行污水生物脱氮除磷处理时，包括以下步骤：
S1、预处理后的一部分污水从第一进水分点进入前置兼氧生物膜处理装置，所述前置兼氧生物膜处理装置的生物膜吸附水中的有机质并进行反应，大分子有机质在兼氧状态下被生物膜吸附后不完全氧化为小分子有机质进入水中，硝化细菌将水中的氨氮转化为硝态氮，反硝化细菌利用进水碳源将硝态氮还原成为氮气；
S2、所述前置兼氧生物膜处理装置处理后的混合液进入厌氧池，同时，另一部分污水通过第二进水分点进入所述厌氧池，所述厌氧池中的聚磷菌利用进水碳源进行厌氧释磷反应；
S3、所述厌氧池中的混合液进入好氧池，在所述好氧池形成泥膜复合工艺，储存了吸磷动力的聚磷菌进行好氧吸磷反应；所述好氧池中部分混合液通过混合液回流管回流入所述前置兼氧生物膜处理装置，另一部分通过连接管进入沉淀池；
S4、所述沉淀池对混合液进行泥水分离，上层清液由出水口排出，下层的部分污泥由污泥回流管重新进入前置兼氧生物膜处理装置，剩余污泥则由排污口排出。
作为本发明的进一步改进，所述前置兼氧生物膜处理装置中溶解氧的范围为0.2～0.8mg/L，所述好氧池中溶解氧的范围为1～2.5mg/L，所述厌氧池中溶解氧的范围为0～0.2mg/L。
作为本发明的进一步改进，所述好氧池中部分回流入所述前置兼氧生物膜处理装置的混合液、沉淀池中部分回流入所述前置兼氧生物膜处理装置的污泥和预处理后的污水在所述前置兼氧生物膜处理装置中充分混合后，重复进行所述强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺；所述好氧池中混合液的回流比为50％～300％，所述沉淀池中污泥的回流比为50％～150％。
本发明的有益效果是：
1、本发明的一种强化活性污泥生物脱氮除磷系统，包括依次连通的前置兼氧生物膜处理装置、厌氧池、好氧池以及沉淀池；好氧池末端的混合液回流出口和沉淀池的污泥回流出口皆与前置兼氧生物膜处理装置的进水口连通；前置兼氧生物膜处理装置的生物膜上同时设有硝化细菌和反硝化细菌，使生物膜内外形成兼氧、好氧过渡状态；好氧池内部设置生物填料，提高系统抗冲击负荷能力。该系统通过设置前置兼氧生物膜处理装置、在好氧池内设置生物填料来强化生物脱氮除磷效果，进而对生物脱氮除磷工艺进行优化；规避了溶解氧、碳源、污泥龄、硝态氮等因素对生物脱氮除磷的不利影响，具有强化的生物脱氮除磷效果；且提高了系统的抗冲击负荷，减少了系统构筑物的占地面积，节约了脱氮除磷工艺的成本。
2、本发明利用前置兼氧生物膜处理装置的生物膜进行硝化、反硝化脱氮，由于沉淀池中的部分污泥回流入前置兼氧生物膜处理装置，保持了污泥浓度，而硝化菌、亚硝化菌等生长周期较长、使得增长速率小的微生物生长较好，从而增强了前置兼氧生物膜处理装置的生物脱氮能力。前置兼氧生物膜处理装置完成同步硝化反硝化的污水，进入厌氧池的混合液硝酸盐浓度更低，避免了硝酸盐进入厌氧池对聚磷菌厌氧释磷产生影响，促进系统的除磷效果；另外，前置兼氧生物膜处理装置的生物膜还可吸附大分子有机质不完全氧化为小分子有机质，能增加进入厌氧池混合液中的小分子有机物，与分点进水系统协同为聚磷菌提供充足碳源；聚磷菌在厌氧池形成足够吸磷动力后直接进入好氧池，进行完整的好氧吸磷反应，强化了生物除磷效果。
3、本发明中好氧池的部分混合液通过回流管道重新进入前置兼氧生物膜处理装置，使得好氧池内硝化反应产生的硝酸根通过混合液回流到前置兼氧生物膜处理装置中，与新进入的污水中优质碳源在缺氧-好氧交替环境中实现硝化-反硝化反应脱氮，进一步降低污水中的氮。
4、本发明的前置生物处置装置以及好氧池的生物填料的生物量显著高于传统活性污泥系统，容积负荷高，能够降低池容，节省占地面积；且系统能够较好的抵抗进水水质、水量的冲击负荷，保证后续单元稳定运行，使系统对低浓度、高浓度有机废水都有较好的处理效果。本发明生物脱氮除磷系统的功能相比于常规生物脱氮除磷工艺都有所增强，因此本工艺的内回流比也可以更低，从而降低运行电耗，降低工艺成本。
附图说明
图1为本发明的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺流程图。
图2为本发明的强化活性污泥生物脱氮除磷系统组成示意图。
附图标记：
1-前置兼氧生物膜处理装置；2-厌氧池；3-好氧池；4-沉淀池；41-斜管填料；5-曝气装置；6-第一进水分点；7-第二进水分点；8-混合液回流管道；9-污泥回流管道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图2所示，一种强化活性污泥生物脱氮除磷系统，包括依次连通的前置兼氧生物膜处理装置1、厌氧池2、好氧池3以及沉淀池4；好氧池3末端的混合液回流出口和沉淀池4的污泥回流出口皆与前置兼氧生物膜处理装置1的进水口连通；前置兼氧生物膜处理装置1由下部兼氧区和局部浸没于兼氧区中的生物转盘组成，兼氧区内设置生物填料；生物转盘上的生物膜处于兼氧状态，与兼氧区内生物填料上的生物膜同时实现前置同步硝化反硝化功能；前置兼氧生物膜处理装置1完成同步硝化反硝化的污水进入厌氧池2的硝态氮浓度降低，避免对厌氧释磷过程的影响，促进系统的除磷效果；好氧池3内部设置生物填料，进一步强化系统脱氮效果，能够并提高好氧池3的生物量，降低池容同时提高系统抗冲击负荷能力。该系统通过设置前置兼氧生物膜处理装置1、在好氧池3内设置生物填料来强化生物脱氮除磷效果，进而对生物脱氮除磷工艺进行优化；以协调好生物脱氮、除磷过程对溶解氧、有机碳、污泥龄、硝态氮浓度的要求，最大限度的利用内源碳源增强生物脱氮除磷效果，提高系统的抗冲击负荷，减少系统构筑物占地面积。
特别地，前置兼氧生物膜处理装置1和厌氧池2均设置进水分点；其中前置兼氧生物膜处理装置1设置第一进水分点6，兼氧池2设置第二进水分点7；每个进水分点的单点进水量占总进水量的比重为0～100％，充分分配进水优质碳源进行脱氮除磷。分点进水在沉淀池4中的上清液满足排放标准的前提下，可提高污水的脱氮除磷效率。
具体地，好氧池3的内部在出水口位置设置阻挡生物填料流失的填料拦截装置，避免其随着混合液流出，影响生物脱氮除磷效果；外部设置曝气装置5向好氧池3内提供氧气。前置兼氧生物膜处理装置1底部设置反冲洗管，对其进行间歇性反冲洗。好氧池3末端的混合液回流出口通过混合液回流管道8与前置兼氧生物膜处理装置1的进水口连通，沉淀池4底部的污泥回流出口通过污泥回流管道9与前置兼氧生物膜处理装置1的进水口连通。厌氧池2设置机械搅拌器，使得厌氧池2中的微生物充分发挥作用；沉淀池4内部设置斜管填料41，以强化沉淀效果。
在一个具体的实施例中，可采用鼓风机由好氧池3的底部提供氧气，并控制好氧池3内溶解氧的量。前置兼氧生物膜处理装置1包括生物转盘，前置兼氧生物膜处理装置1根据污水的处理规模和处理负荷设计1～15组并列的生物转盘。
请参阅图1所示，一种强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，采用上述中任一项的强化活性污泥生物脱氮除磷系统进行污水生物脱氮除磷处理时，包括以下步骤：
S1、预处理后的一部分污水(0～100％)从第一进水分点6进入前置兼氧生物膜处理装置1，其生物膜上同时存在硝化细菌、反硝化细菌，生物膜膜内、膜外形成兼氧、好氧过渡状态；生物膜可吸附水中的有机质并进行反应，大分子有机质被生物膜吸附后不完全氧化为小分子有机质进入水中，硝化细菌将水中的氨氮转化为硝态氮，反硝化细菌利用进水碳源将硝态氮还原成为氮气，经过前置兼氧生物膜处理装置1可除去污水中的一部分TN(总氮)；
S2、前置兼氧生物膜处理装置1处理后的混合液进入厌氧池2，同时，另一部分污水(0～100％)通过第二进水分点7进入厌氧池2；由于在前置兼氧生物膜处理装置1已经通过硝化、反硝化反应去除了部分TN，厌氧池2中的聚磷菌进行厌氧释磷反应，积蓄储磷动力；
S3、厌氧池2中的混合液进入好氧池3后，在好氧池3形成泥膜复合工艺，在厌氧池2中储存了吸磷动力的聚磷菌进行完整的好氧吸磷反应，生物除磷效果得到明显增强，污水中剩余有机物被进一步去除；好氧池3中部分混合液通过混合液回流管回流入前置兼氧生物膜处理装置1，另一部分通过连接管进入沉淀池4；
S4、沉淀池4对混合液进行分离，得到的上层清液由出水口排出，下层的部分污泥由污泥回流管重新进入前置兼氧生物膜处理装置1，剩余污泥则由排污口排出。
其中，前置兼氧生物膜处理装置1中溶解氧的范围为0.2～0.8mg/L，好氧池3中溶解氧的范围为1～2.5mg/L，厌氧池2中溶解氧的范围为0～0.2mg/L。好氧池3中部分回流入前置兼氧生物膜处理装置1的混合液、沉淀池4中部分回流入前置兼氧生物膜处理装置1的污泥和与预处理后的污水在前置兼氧生物膜处理装置1中充分混合后，重复进行强化活性污泥生物脱氮除磷工艺；好氧池3中混合液的回流比为50％～300％，沉淀池4中的污泥回流比为50％～150％。
特别地，前置兼氧生物膜处理装置1利用生物膜进行硝化、反硝化脱氮，由于沉淀池4中的部分污泥回流入前置兼氧生物膜处理装置1，保持了污泥浓度，而硝化菌、亚硝化菌等生长周期较长、使得增长速率小的微生物生长较好，从而增强了前置兼氧生物膜处理装置1的生物脱氮能力。前置兼氧生物膜处理装置1脱氮后，进入厌氧池2的混合液硝酸盐浓度更低，避免了硝酸盐进入厌氧池2对聚磷菌厌氧释磷产生影响，另外，前置兼氧生物膜处理装置1的生物膜还可吸附大分子有机质不完全氧化为小分子有机质，能增加进入厌氧池2混合液中的小分子有机物，为聚磷菌提供充足碳源；聚磷菌在厌氧池2形成足够吸磷动力后直接进入好氧池3，进行完整的好氧吸磷反应，强化了生物除磷效果。通过沉淀池4污泥回流可保证前置兼氧生物膜处理装置1的污泥泥龄，以保证生物脱氮要求，其在达到生物脱氮所求污泥量的前提下，还可以通过适当加大排泥降低活性污泥系统污泥龄来强化系统除磷效果。
实施例1
本实施提供了一种强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，该系统包括依次连通的前置兼氧生物膜转盘装置1、厌氧池2、好氧池3以及沉淀池4；好氧池3末端的混合液回流出口和沉淀池4的污泥回流出口皆与前置兼氧生物膜转盘装置1的进水口连通；前置兼氧生物膜转盘装置1的生物膜上同时设有硝化细菌和反硝化细菌，使生物膜内外形成兼氧、好氧过渡状态；好氧池3内部设置生物填料，提高系统抗冲击负荷能力。
其中，好氧池3的内部在出水口位置设置阻挡生物填料流失的填料拦截装置；外部设置曝气装置5向好氧池3内提供氧气。前置兼氧生物膜转盘装置1底部设置反冲洗管，对其进行间歇性反冲洗。好氧池3末端的混合液回流出口通过混合液回流管道8与前置兼氧生物膜转盘装置1的进水口连通，沉淀池4底部的污泥回流出口通过污泥回流管道9与前置兼氧生物膜转盘装置1的进水口连通。厌氧池2设置机械搅拌器，使得厌氧池2中的微生物充分发挥作用；沉淀池4内部设置斜管填料41，以强化沉淀效果。
该系统的前置兼氧生物膜转盘装置1以及好氧池3的生物填料的生物量显著高于传统活性污泥系统，容积负荷高，能够降低池容，节省占地面积；且系统能够较好的抵抗进水水质、水量的冲击负荷，保证后续单元稳定运行，使系统对低浓度、高浓度有机废水都有较好的处理效果；而且功能相比于常规生物脱氮除磷工艺都有所增强，因此采用该系统的工艺内回流比也可以更低，从而降低运行电耗，实现低成本脱氮除磷。
实施例2
本实施例提供了一种的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，该工艺基于实施例1提供的系统上进行，包括以下步骤：
S1、将预处理后50％的污水从第一进水分点6进入前置兼氧生物膜转盘装置1，水中的大分子有机质被生物膜吸附后不完全氧化为小分子有机质进入水中，硝化细菌将水中的氨氮转化为硝态氮，反硝化细菌利用进水碳源将硝态氮还原成为氮气；
S2、预处理后50％的污水从第二进水分点7进入厌氧池2，同时前置兼氧生物膜转盘装置1处理后的混合液进入厌氧池2后，由于在生物转盘池已经通过硝化、反硝化反应去除了部分TN，厌氧池2中的聚磷菌进行厌氧释磷反应，积蓄储磷动力；
S3、厌氧池2中的混合液进入好氧池3后，在好氧池3形成泥膜复合工艺，在厌氧池2中储存了吸磷动力的聚磷菌进行完整的好氧吸磷反应，生物除磷效果得到明显增强，污水中剩余有机物被进一步去除；好氧池3中部分混合液通过混合液回流管道8回流入前置兼氧生物膜转盘装置1进行硝化-反硝化反应脱氮，另一部分通过连接管进入沉淀池4；
S4、沉淀池4对混合液进行分离，得到的上层清液由出水口排出，下层的部分污泥由污泥回流管道9重新进入前置兼氧生物膜转盘装置1，保持前置兼氧生物膜转盘装置1中的污泥泥龄和污泥总量，剩余污泥则由排污口排出；
其中，前置兼氧生物膜转盘装置1中溶解氧的范围为0.5mg/L，好氧池3中溶解氧的范围为2.0mg/L，厌氧池2中溶解氧的范围为0.1mg/L；好氧池3中混合液的回流比为100％，沉淀池4中污泥的回流比为100％。
对实施例2中系统的各单元水质情况进行TN(总氮)和TP(总磷)去除率的检测，得到的结果如下表所示。
表1实施例2中系统的各单元处理后TN和TP去除率检测结果
TN/％ TP/％
前置兼氧生物膜转盘池后 46.7 21.3
厌氧池后 51.3 23.5
好氧池后 83.2 80.6
从表1中可知，该强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺在处理常规市政污水的情况下，对TN、TP的去除率分别达到83.2％、80.6％，较常规AO、AAO和倒置AAO工艺均由一定提升。
对比例1
对比例1提供了一种的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，与实施例2相比，不同之处在于，本对比例中所采用的生物脱氮除磷系统中未设置前置兼氧生物膜转盘装置1；其余大致与实施例2相同，在此不再赘述。
对对比例1中系统的各单元水质情况进行TN和TP去除率的检测，得到的结果如下表所示。
表2对比例1中系统的各单元处理后TN和TP去除率检测结果
TN/％ TP/％
厌氧池后 28.4 18.7
好氧池后 52.2 62.4
从表2中可知，与实施例2对比，未设置兼氧生物膜反应装置的工艺对TN、TP的去除效果均显著降低，尤其是该系统由于缺乏缺氧反硝化单元，脱氮效果显著降低。
对比例2
对比例2提供了一种的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，与实施例2相比，不同之处在于，本对比例中所采用的生物脱氮除磷系统的好氧池3中未设置生物填料；其余大致与实施例2相同，在此不再赘述。
对对比例2中系统的各单元水质情况进行TN和TP去除率的检测，得到的结果如下表所示。
表3对比例2中系统的各单元处理后TN和TP去除率检测结果
TN/％ TP/％
前置兼氧生物膜转盘池后 43.5 20.8
厌氧池后 48.6 22.4
好氧池后 77.5 74.9
从表3中可知，与实施例2对比，好氧池中未设置生物填料的脱氮除磷效果均低于实施例1，这是因为好氧池生物填料能够提高系统生物量，为硝化、反硝化细菌提供繁殖载体。
实施例3
本实施例提供了一种的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，该工艺基于实施例1提供的系统上进行，与实施例2相比，不同之处在于，在步骤S1中，在第一进水分点6进水100％，厌氧池的第二进水分点7进水0％；其余大致与实施例2相同，在此不再赘述。
对实施例3中系统的各单元水质情况进行TN和TP去除率的检测，得到的结果如下表所示。
表4实施例3中系统的各单元处理后TN和TP去除率检测结果
TN/％ TP/％
前置兼氧生物膜转盘池后 48.3 16.2
厌氧池后 55.9 18.8
好氧池后 84.1 72.2
从表4中可知，在实施例2的基础上，只在兼氧生物膜反应装置进水，能够提高系统脱氮效果，但是由于厌氧单元缺乏优质碳源，TP的去除效果显著降低。
实施例4
本实施例提供了一种的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，该工艺基于实施例1提供的系统上进行，与实施例2相比，不同之处在于，好氧池3中混合液的回流比为200％，沉淀池4中的污泥回流比为100％；其余大致与实施例2相同，在此不再赘述。
对实施例4中系统的各单元水质情况进行TN和TP去除率的检测，得到的结果如下表所示。
表5实施例4中系统的各单元处理后TN和TP去除率检测结果
TN/％ TP/％
前置兼氧生物膜转盘池后 50.6 22.7
厌氧池后 56.2 23.9
好氧池后 86.8 81.1
从表5中可知，在实施例2的基础上，通过提高硝化液回流比(从100％提高至200％)，能够进一步提高工艺的脱氮除磷效果，尤其是对TN的去除效果提高更加明显。
综上所述，本发明提供的一种强化活性污泥生物脱氮除磷的系统及工艺，系统包括依次连通的前置兼氧生物膜处理装置、厌氧池、好氧池以及沉淀池；好氧池末端的混合液回流出口和沉淀池的污泥回流出口皆与前置兼氧生物膜处理装置的进水口连通；前置兼氧生物膜处理装置的生物膜上同时设有硝化细菌和反硝化细菌，使生物膜内外形成兼氧、好氧过渡状态；好氧池内部设置生物填料，提高系统抗冲击负荷能力。该系统通过设置前置兼氧生物膜处理装置、在好氧池内设置生物填料来强化生物脱氮除磷效果，进而对生物脱氮除磷工艺进行优化；规避了溶解氧、碳源、污泥龄、硝态氮等因素对生物脱氮除磷的不利影响，具有强化的生物脱氮除磷效果；且提高了系统的抗冲击负荷，减少了系统构筑物占地面积。该系统的前置生物处置装置以及好氧池的生物填料的生物量显著高于传统活性污泥系统，容积负荷高，能够降低池容，节省占地面积；且系统能够较好的抵抗进水水质、水量的冲击负荷，保证后续单元稳定运行，使系统对低浓度、高浓度有机废水都有较好的处理效果。而本发明生物脱氮除磷系统的功能相比于常规生物脱氮除磷工艺都有所增强，因此本工艺的内回流比也可以更低，从而降低运行电耗，降低生物脱氮除磷工艺的成本。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，其特征在于，包括依次连通的前置兼氧生物膜处理装置(1)、厌氧池(2)、好氧池(3)以及沉淀池(4)；所述好氧池(3)末端的混合液回流出口和所述沉淀池(4)的污泥回流出口皆与所述前置兼氧生物膜处理装置(1)的进水口连通；所述前置兼氧生物膜处理装置(1)由下部兼氧区和局部浸没于所述兼氧区中的生物转盘组成，所述兼氧区内设置生物填料；所述生物转盘上的生物膜处于兼氧状态，与所述兼氧区内生物填料上的生物膜同时实现前置同步硝化反硝化功能；所述好氧池(3)内部设置生物填料，进一步强化系统脱氮效果。
2.根据权利要求1所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，其特征在于，所述前置兼氧生物膜处理装置(1)和所述厌氧池(2)均设置进水分点；所述进水分点的单点进水量占总进水量的比重为0～100％，充分分配进水优质碳源进行脱氮除磷。
3.根据权利要求1所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，其特征在于，所述前置兼氧生物膜处理装置(1)的生物转盘根据污水处理规模和处理负荷，设计1～15组并列或串联的所述生物转盘。
4.根据权利要求1所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，其特征在于，所述前置兼氧生物膜处理装置(1)底部设置反冲洗管，对其进行间歇性反冲洗。
5.根据权利要求1所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，其特征在于，所述厌氧池(2)设置机械搅拌器，使得所述厌氧池(2)中的微生物充分发挥作用；所述沉淀池(4)内部设置斜管填料(41)，以强化沉淀效果。
6.根据权利要求1所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，其特征在于，所述好氧池(3)的内部在出水口位置设置阻挡所述生物填料流失的填料拦截装置，避免其随着混合液流出；并设置曝气装置(5)，向所述好氧池(3)内提供氧气。
7.根据权利要求1所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统，其特征在于，所述好氧池(3)末端的混合液回流出口通过混合液回流管道(8)与所述前置兼氧生物膜处理装置(1)的进水口连通，所述沉淀池(4)底部的污泥回流出口通过污泥回流管道(9)与所述前置兼氧生物膜处理装置(1)的进水口连通。
8.一种强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，其特征在于，采用权利要求1～7中任一项所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的系统进行污水生物脱氮除磷处理时，包括以下步骤：
S1、预处理后的一部分污水从第一进水分点(6)进入前置兼氧生物膜处理装置(1)，所述前置兼氧生物膜处理装置(1)的生物膜吸附水中的有机质并进行反应，大分子有机质在兼氧状态下被生物膜吸附后不完全氧化为小分子有机质进入水中，硝化细菌将水中的氨氮转化为硝态氮，反硝化细菌利用进水碳源将硝态氮还原成为氮气；
S2、所述前置兼氧生物膜处理装置(1)处理后的混合液进入厌氧池(2)，同时，另一部分污水通过第二进水分点(7)进入所述厌氧池(2)，所述厌氧池(2)中的聚磷菌利用进水碳源进行厌氧释磷反应；
S3、所述厌氧池(2)中的混合液进入好氧池(3)，在所述好氧池(3)形成泥膜复合工艺，储存了吸磷动力的聚磷菌进行好氧吸磷反应；所述好氧池(3)中部分混合液通过混合液回流管道(8)回流入所述前置兼氧生物膜处理装置(1)，另一部分通过连接管进入沉淀池(4)；
S4、所述沉淀池(4)对混合液进行泥水分离，上层清液由出水口排出，下层的部分污泥由污泥回流管道(9)重新进入前置兼氧生物膜处理装置(1)，剩余污泥则由排污口排出。
9.根据权利要求8所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，其特征在于，所述前置兼氧生物膜处理装置(1)中溶解氧的范围为0.2～0.8mg/L，所述好氧池(3)中溶解氧的范围为1～2.5mg/L，所述厌氧池(2)中溶解氧的范围为0～0.2mg/L。
10.根据权利要求8所述的强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺，其特征在于，所述好氧池(3)中部分回流入所述前置兼氧生物膜处理装置(1)的混合液、沉淀池(4)中部分回流入所述前置兼氧生物膜处理装置(1)的污泥和预处理后的污水在所述前置兼氧生物膜处理装置(1)中充分混合后，重复进行所述强化活性污泥生物脱氮除磷的工艺；所述好氧池(3)中混合液的回流比为50％～300％，所述沉淀池(4)中污泥的回流比为50％～150％。
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